Обмін ліпідів презентация

кислот.
4.Утворення кетонових тіл.
5.Біосинтез жирних кислот.
6.Біосинтез триацилгліцеролів.

in the form of triglyceride and glycogen within adipose tissue, liver, and skeletal muscle. Triglyceride present within adipose tissue is the body’s major fuel reserve. A lean adult has approximately 35 billion adipocytes, and each adipocyte contains about 0.4 to 0.6 µg of triglyceride. An extremely obese adult can have 4 times as many adipocytes, each containing up to twice as much lipid. Intramuscular glycogen and triglyceride provide an important source of fuel for working muscles during exercise. Triglycerides are a fivefold better fuel per unit mass than glycogen, because triglycerides are stored compactly as an oil within adipocytes and liberate 9.3 kcal/g when oxidized, whereas glycogen is stored intracellularly as a gel, containing 2 g of water for every 1 g of glycogen, and liberate 4.1 kcal/g when oxidized.

and delivery of fatty acids to muscle and adipose tissues.

with a layer of phospholipids, with head groups facing the aqueous phase. Ti-iacylglycerols sequestered in the interior make up more than 80% of the mass. Several apoproteins that protrude from the surface act as signals in the uptake and metabolism of chylomicron contents. The diameter of chylomicrons ranges from about 100 to about 500 nm.

levels of glucose in the blood trigger the mobilization of triacylglycerols through the action of epinephrine and glucagon on the adipocyte adenylate cyclase.

oxidized to yield acetyl residues in the form of acetyl-CoA.
Stage 2: The acetyl residues are oxidized to CO2 via the citric acid cycle.
Stage 3: Electrons derived from the oxidations of stages 1 and 2 are passed to O2 via the mitochondrial respiratory chain, providing the energy for ATP synthesis by oxidative phosphorylation.

acyl-CoA derivative occurs in two steps.
First, the carboxylate ion displaces the outer two (β and γ) phosphates of ATP to form a fatty acyl-adenylate, the mixed anhydride of a carboxylic acid and a phosphoric acid. The other product is PPi, an excellent leaving group that is immediately hydrolyzed to two Pi, pulling the reaction in the forward direction.
Coenzyme A carries out nucleophilic attack on the mixed anhydride, displacing AMP and forming the thioester fatty acyl-CoA. The overall reaction is highly exergonic.

кислот з цитозолю клітини через внутрішню мембрану мітохондрій за участі карнітину зображено на рисунку.
Ацил-КоА вступає на шлях ß-окиснення, а вільний карнітин виходить з мітохондрій і в цитозолі бере участь у транспортуванні нової молекули ацил-КоА.

this sequence, one acetyl residue (shaded in red) is removed in the form of acetyl-CoA from the carboxyl end of palmitate (C16), which enters as palmitoyl-CoA.
(b) Six more passes through the pathway yield seven more molecules of acetyl-CoA, the seventh arising from the last two carbon atoms of the 16-carbon chain. Eight molecules of acetyl-CoA are formed in all.

β-окислення

Якщо жирна кислота містить n атомів карбону, то за повного її окиснення утворюється (n : 2 ) молекул ацетил-KоА ( кожний ацетил містить два атоми карбону ) та (n : 2 ) – 1 молекул ФАДН2 і НАДH(Н+), оскільки за останнього циклу окиснення утворюються дві молекули ацетил-KоА, але по одній молекулі ФАДH2 і НАДH (Н+).
Отже продуктами окиснення жирної кислоти з парним числом атомів карбону є: ацетил-КоА, ФАДH2 і НАДH(Н+). В подальшому ацетил-KоА вступає в ЦТК, а ФАДH2 і НАДH (Н+) – безпосередньо в дихальний ланцюг.
За кожного циклу β-окиснення утворюється : 1 молекула ФАДH2 і 1 молекула НАДH(Н+). Останні у процесі окиснення в дихальному ланцюзі та спряженого з ним фосфорилювання дають: ФАДH2 (через KoQ) – 2 молекули АТФ, а НАДH(Н+) – 3 молекули АТФ,
тобто сумарно за один цикл утворюються 5 молекул АТФ.

β-окислення

У випадку пальмітинової кислоти (С 16) відбувається 7 циклів β-окиснення:
пальмітоїл-KоА + 7ФАД + 7НАД+ + 7Н2O + 7HS-KoA = 8ацетил-KоА + 7ФАДН2 + 7НАДН + 7Н+
Оскільки за окиснення жирної кислоти, яка містить n(16) атомів карбону, відбувається (n : 2) – 1 = (16:2)-1= 7 циклів β-окиснення, це призводить до утворення: 5 × 7 = 35 молекул АТФ.
У процесі β-окиснення пальмітинової кислоти утворюються 8 молекул ацетил-КоА (n:2)=(16:2)=8, кожна з яких, згораючи в циклі трикарбонових кислот, дає 12 молекул АТФ. Отже 12 × 8=96 молекул АТФ. Таким чином усього за повного β-окиснення пальмітинової кислоти утворюється:
35 + 96 = 131 молекула АТФ.
Одна молекула АТФ витрачається на активацію жирної кислоти, тому баланс АТФ при повному окисненні пальмітинової кислоти складає 131 – 1= 130 молекул АТФ.

кислот

The oxidation of a monounsaturated fatty acyl-CoA, such as oleoyl-CoA (Δ9), requires an additional enzyme, enoyl-CoA isomerase. This enzyme repositions the double bond, converting the cis isomer to a trans isomer, a normal intermediate in β oxidation.

auxiliary enzyme in addition to enoyl-CoA isomerase: NADPH-dependent 2,4-dienoyl-CoA reductase. The combined action of these two enzymes converts a trans-Δ2,cis-Δ4dienoyl-CoA intermediate into the trans-Δ2-enoylCoA substrate necessary for β oxidation.

вищі жирні кислоти шляхом приєднання ацетил-КоА ( в мітохондріях) чи малоніл–КоА ( е ендоплазматичному ретикулумі)

впливом малонілтрансацилази. Ацетил-KоА переноситься на синтетичний комплекс, зв’язуючись із залишком цистеїну синтази. Обидва ацильні залишки близько розташовані у просторі. Вони конденсуються під впливом 3-кетоацил-АТБ-синтази з відщепленням СО2. При конденсації ацетильний залишок переноситься на малонільний, витісняючі його карбоксильну групу. Ацетоацетил-АТБ відновлюється за кетогрупою до β -оксипо-
хідного під впливом 3-кетоацил-АТБ-редуктази. Донором гідрогену для цієї реакці є НАДФH(Н+). β-оксипохідне під впливом β -гідроксиацил-АТБ-дегідратази дегідра-
тується з утворенням транс-ненасиченої сполуки , яка, у свою чергу, відновлюється за рахунок НАДФH(Н+) під впливом ферменту еноїл-АТБ-редуктази. Таким чином з двох окиснених двовуглецевих фрагментів синтезується відновний чотиривуглецевий-бутирил-АТБ. Він переноситься з АТБ на залишок цистеїну ферменту.

синтезу жирних кислот в цитозолі клітини слугує ацетил-KоА, який переважно надходить із мітохондрій. Було з’ясовано, що цитрат стимулює синтез жирних кислот в цитозолі клітини. Відомо також, що утворений в мітохондріях у процесі окиснювального декарбоксилювання пірувату та окиснення жирних кислот ацетил-KоА не може дифундувати у цитозоль клітини, оскільки мітохондріальна мембрана непроникна для даного субстрату.
Тому спочатку внутрішньомітохондріальний ацетил-КоА взаємодіє з оксалоацетатом з утворенням цитрату. Реакція каталізується ферментом цитратсинтазою. Утворений цитрат переноситься через мембрану мітохондрій у цитозоль за допомогою спеціальної трикарбоксилат-транспортуючої системи. В цитозолі цитрат реагує з HS-KoA і АТФ, знову розщеплюючись на ацетил-KоА і оксалоацетат. Дана реакція каталізується АТФ-цитратліазою. Вже у цитозолі оксалоацетат за участю цитозольної малатдегідрогенази відновлюється до малату. Останній за допомогою дикарбоксилаттранспортувальної системи повертається в мітохондріальний матрикс, де окиснюється до оксалоацетату, завершуючи тим самим так званий човниковий цикл.

gluconeogenesis (diabetes, fasting) slow the citric acid cycle (by drawing off oxaloacetate) and enhance the conversion of acetyl-CoA to acetoacetate. The released coenzyme A allows continued β oxidation of fatty acids.

into glucose in germinating seeds.

cause acetylCoA accumulation (starvation or untreated diabetes, for example), thiolase catalyzes the condensation of two acetyl-CoA molecules to acetoacetyl-CoA, the parent of the three ketone bodies. These reactions all occur within the mitochondrial matrix. The six-carbon compound β-hydroxy-βmethylglutaryl-CoA (HMG-CoA) is also an intermediate of sterol biosynthesis, but the enzyme that forms HMG-CoA in that pathway is cytosolic. HMG-CoA lyase is present in the mitochondrial matrix but not in the cytosol.

mitochondrial respiratory chain and eventually to O2. The structures I through IV are enzyme complexes that catalyze portions of the electron transfer to oxygen. Fatty acyl-CoA dehydrogenase feeds electrons into an electron-transferring flavoprotein (ETFP) containing an iron-sulfur center, which in turn reduces a lipid-soluble electron carrier, ubiquinone (UQ, or coenzyme Q). β-Hydroxyacyl-CoA dehydrogenase transfers electrons to NAD+, and the resulting NADH is reoxidized by NADH dehydrogenase (Complex I of the respiratory chain). Propionate produced from odd-chain fatty acids is converted to succinate. Succinate dehydrogenase, which acts in the citric acid cycle (p. 457), feeds electrons into the respiratory chain at Complex II. Cytochrome c (cyt c) is a soluble electron carrier that transfers electrons between Complexes III and IV.

covalently attached to the hydroxyl group of a Ser residue in ACP. Phosphopantetheine contains the B vitamin pantothenate, also found in the coenzyme A molecule. Its -SH group is the site of entry of malonyl groups during fatty acid synthesis

The butyryl group is on the Cys -SH group. The incoming malonyl group is attached to the Pn -SH group. In the condensation step the entire butyryl group on the Cys -SH is exchanged for the carboxyl group of the malonyl residue, which is lost as CO2 (green). This step is analogous with that shown in Fig. 20-5. The product, a six-carbon β-ketoacyl group, now contains four carbons derived from malonyl-CoA and two derived from the acetyl-CoA that started the reaction. The β-ketoacyl group now undergoes steps 2 throu 4 as in Fig. 20-5.

to the cytosol for fatty acid synthesis. (The outer mitochondrial membrane is freely permeable to all of these compounds.) Pyruvate derived from amino acid catabolism in the matrix, or from glucose by glycolysis in the cytosol, is converted to acetyl-CoA in the matrix. Acetyl groups pass out of the mitochondrion as citrate; in the cytosol they are delivered as acetylCoA for fatty acid synthesis. Malate returns to the mitochondrial matrix, where it is converted to oxaloacetate. An alternative fate for cytosolic malate is oxidation by malic enzyme to generate cytosolic NADPH; the pyruvate produced returns to the mitochondrial matrix.

both allosteric regulation and hormone-dependent covalent modification influence the flow of precursors into malonylCoA. In plants, acetyl-CoA carboxylase is activated by the changes in [Mg2+] and pH that accompany illumination (not shown here). (b) Filaments of acetyl-CoA carboxylase (the active, dephosphorylated form) as seen with the electron microscope.

of stearate and longer-chain saturated fatty acids, as well as the monounsaturated acids, palmitoleate and oleate. Mammals cannot convert oleate into linoleate or α-linolenate (shaded red), which are therefore required in the diet as essential fatty acids. Conversion of linoleate into other polyunsaturated fatty acids and eicosanoids is outlined. Unsaturated fatty acids are symbolized by indicating the number of carbons and the number and position of the double bonds, as in Table 9-1.

solution by CL and a duodenal mixed micelle. The formation of a complex between inactive PL (van
Tilbeurgh et al., 1992), CL and a mixed micelle activates the enzyme by stabilizing the flap in the open conformation and exposing a large
hydrophobic surface. This surface should facilitate complex binding to the underlying tri- and diglycerides of the emulsified duodenal oil particle.
The particle polar layer and underlying substrates (not drawn to scale) are depicted in gray and yellow respectively. The uncomplexed CL is shown
as the procolipase NMR solution (Breg et al., 1995).